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CN115236346A - 微流控检测芯片 - Google Patents

微流控检测芯片 Download PDF

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Publication number
CN115236346A
CN115236346A CN202110831906.8A CN202110831906A CN115236346A CN 115236346 A CN115236346 A CN 115236346A CN 202110831906 A CN202110831906 A CN 202110831906A CN 115236346 A CN115236346 A CN 115236346A
Authority
CN
China
Prior art keywords
buffer
detection
unit
cracking
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
CN202110831906.8A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋兴宇
耿春阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southern University of Science and Technology
Original Assignee
Southern University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southern University of Science and Technology filed Critical Southern University of Science and Technology
Priority to CN202110831906.8A priority Critical patent/CN115236346A/zh
Publication of CN115236346A publication Critical patent/CN115236346A/zh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

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Abstract

本发明公开了一种微流控检测芯片,包括裂解单元、缓冲单元、检测单元与连接单元,连接单元能够同时插入至裂解出样口与缓冲进样口内,以使裂解出样口与第二开口连通,缓冲进样口与第一开口连通,连接单元能够同时插入至缓冲出样口与检测进样口内,以使缓冲出样口与第二开口连通,检测进样口与第一开口连通。本发明中,各单元之间独立且呈封闭状态,能够防止内部试剂受到污染,影响检测精度,通过连接单元将裂解单元、缓冲单元、检测单元连通,使各检测步骤之间相互衔接,因此微流控芯片中集成了多步反应,无需在执行每一步骤时重复从外部置入样本,操作较为便捷,检测效率高。

Description

微流控检测芯片
技术领域
本发明涉及微流控装置技术领域,尤其涉及一种微流控检测芯片。
背景技术
微流控芯片是以芯片为操作平台,能够集成采样、稀释、加入试剂、反应、分离的功能,可应用于生物医药、生物传感器的研究以及病毒的检测,相关技术中,微流控芯片大多是采用一步式检测方法,将样本直接驱送至检测区域,或者把检测试剂和样本同时注入至芯片中,无法在芯片中集成样本的前处理等操作,导致样本的检测流程不连贯,操作繁琐,检测效率低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种微流控检测芯片,能够集成对样本的多步操作,操作便捷,检测效率高。
根据本发明实施例中的微流控检测芯片,包括:
裂解单元,具有裂解腔、裂解进样口与裂解出样口,所述裂解腔、所述裂解进样口与所述裂解出样口密封于所述裂解单元的内部,所述裂解出样口、所述裂解进样口均与所述裂解腔连通,所述裂解腔用于容置裂解试剂;
缓冲单元,具有缓冲腔、缓冲进样口与缓冲出样口,所述缓冲腔、所述缓冲进样口与所述缓冲出样口密封于所述缓冲单元的内部,所述缓冲进样口、所述缓冲出样口均与所述缓冲腔连通,所述缓冲腔用于容置缓冲试剂;
检测单元,具有检测腔与检测进样口,所述检测腔与所述检测进样口密封于所述检测单元的内部,所述检测腔与所述检测进样口连通,所述检测腔用于容置检测试剂;
连接单元,具有内腔,所述内腔在所述连接单元的一端形成第一开口,所述连接单元的侧部开设有第二开口,所述第一开口与所述第二开口均与所述内腔连通;
其中,所述连接单元设置有多个,其中一个所述连接单元能够同时插入至所述裂解出样口与所述缓冲进样口内,以使所述裂解出样口与所述第二开口连通,所述缓冲进样口与所述第一开口连通;其中一个所述连接单元能够同时插入至所述缓冲出样口与所述检测进样口内,以使所述缓冲出样口与所述第二开口连通,所述检测进样口与所述第一开口连通。
根据本发明实施例的微流控检测芯片,至少具有如下有益效果:
本发明实施例中提供的微流控检测芯片,各单元之间独立且呈封闭状态,能够防止内部试剂受到污染,以及避免检测时内部试剂反应产物污染外部环境,通过连接单元将裂解单元、缓冲单元、检测单元连通,使各检测步骤之间相互衔接,因此微流控芯片中集成了多步反应,无需在执行每一步骤时重复从外部置入样本,操作较为便捷,检测效率高。
根据本发明的一些实施例,所述裂解腔、所述缓冲腔与所述检测腔均设置为真空腔。
根据本发明的一些实施例,所述缓冲单元还具有多个缓冲通道,多个所述缓冲通道的一端均与所述缓冲进样口连通,多个所述缓冲通道的另一端连通至所述缓冲腔的不同位置。
根据本发明的一些实施例,多个所述缓冲通道的长度相等,所述缓冲通道与所述缓冲腔的连通位置相对于所述缓冲腔的中心线对称分布。
根据本发明的一些实施例,所述缓冲单元还具有混合通道,所述混合通道的两端分别与所述缓冲腔、所述缓冲出样口连通。
根据本发明的一些实施例,所述检测单元具有多个所述检测腔与多个检测通道,每一所述检测通道的两端均与所述检测进样口及对应的所述检测腔连通。
根据本发明的一些实施例,所述检测单元具有废液腔,所述废液腔与所述检测腔连通。
根据本发明的一些实施例,所述连接单元的一端具有尖端,所述第一开口位于所述尖端处。
根据本发明的一些实施例,还包括多个密封单元,多个所述密封单元分别封堵于所述裂解进样口、缓冲进样口、所述检测进样口处。
根据本发明的一些实施例,还包括加热单元,所述裂解单元、所述检测单元与所述检测单元中的至少一个与所述加热单元连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:
图1为本发明微流控芯片一个实施例的结构示意图;
图2为微流控芯片第一状态的示意图;
图3为微流控芯片第二状态的示意图;
图4为微流控芯片第三状态的示意图;
图5为微流控芯片第四状态的示意图;
图6为图1中连接单元一个实施例的结构示意图;
图7为图1中裂解单元一个实施例的结构示意图;
图8为图1中部分缓冲单元一个实施例的结构示意图;
图9为图1中部分缓冲单元一个实施例的结构示意图;
图10为图1中检测单元的一个实施例的结构示意图;
图11为微流控芯片在一个实验实例中的示意图;
图12为微流控芯片一个检测实例的结果图。
附图标记:裂解单元100,裂解腔110,裂解进样口120,裂解出样口130,裂解试剂140,裂解基板150,裂解盖板160、裂解通道170;缓冲单元200,缓冲腔210,缓冲进样口220,缓冲出样口230,缓冲试剂240,缓冲基板250,缓冲盖板260,缓冲底板270,缓冲通道280,混合通道290;检测单元300,检测腔310,检测进样口320,检测试剂330,检测基板340,检测盖板350,检测通道360,废液腔370;连接单元400,第一开口410,第二开口420,尖端430;进样针500;密封单元600;加热单元700。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1与图2,本发明的实施例中提供了一种微流控检测芯片,包括裂解单元100、缓冲单元200及检测单元300,裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300分别用于对待检测样本进行前处理、缓冲混合及检测,以实现微流控芯片对样本的多步操作。具体的,裂解单元100具有裂解腔110、裂解进样口120和裂解出样口130,裂解腔110、裂解进样口120和裂解出样口130密封于裂解单元100的内部,裂解进样口120、裂解出样口130均与裂解腔110连通,裂解腔110或者裂解进样口120内预先装载裂解试剂140,待检测的样本可从裂解进样口120处注入,并进入裂解腔110内进行裂解;缓冲单元200具有缓冲腔210、缓冲进样口220与缓冲出样口230,缓冲腔210、缓冲进样口220与缓冲出样口230密封于缓冲单元 200的内部,缓冲进样口220和缓冲出样口230均与缓冲腔210连通,缓冲腔210内预先装载缓冲试剂240,经过裂解的样本进入缓冲腔210后,与缓冲试剂240混合并实现扩增缓冲,缓冲试剂240为样本的检测提供合适的酸碱度、反应酶及反应环境;检测单元300具有检测腔310与检测进样口320,检测腔310与检测进样口320密封于检测单元300的内部,检测腔310与检测进样口320连通,检测腔310内预先装载检测试剂330,样本进入检测腔310 内后,与检测试剂330发生反应,并产生荧光信号指示检测结果。
需要说明的是,上述的裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300在未进行检测操作之前相互独立,并且内部腔体与外界隔绝,以达到微流控芯片的封闭效果,避免内部试剂受到污染,影响检测精度。微流控芯片还包括连接单元400,连接单元400具有内腔,内腔在连接单元400的一端形成第一开口410,连接单元400的侧部设有第二开口420,第一开口410与第二开口420均与内腔连通;该连接单元400可设置有多个,检测过程中,待检测样本注入裂解进样口120,并进入裂解腔110内裂解完成后,将其中一个连接单元400同时插入至裂解出样口130与缓冲进样口220内,第二开口420与裂解出样口130连通,第一开口 410与缓冲进样口220连通,裂解腔110内的样本依次流经裂解出样口130、第二开口420、内腔、第一开口410、缓冲进样口220后,进入缓冲腔210内进行扩增缓冲;在样本缓冲完成后,将其中一个连接单元400同时插入至缓冲出样口230与检测进样口320内,使第二开口420与缓冲出样口230连通,第一开口410与检测进样口320连通,样本依次流经第二开口420、内腔、第一开口410、检测进样口320后,进入检测腔310内进行检测,进而完成样本的前处理、缓冲混合及检测。
因此,本发明实施例中提供的微流控检测芯片,各单元之间独立且呈封闭状态,能够防止内部试剂受到污染,影响检测精度,通过连接单元400将裂解单元100、缓冲单元200、检测单元300连通,使各检测步骤之间相互衔接,因此微流控芯片中集成了多步反应,无需在执行每一步骤时重复从外部置入样本,操作较为便捷,检测效率高。
需要说明的是,连接单元400中第一开口410与第二开口420之间的距离与所要连通的进样口与出样口之间的距离相匹配,以保证连接单元400对进样口、出样口的连通。基于此,连接单元400所要连接的两个单元中,其进样口与出样口之间的距离相等,以提高连接单元 400的通用性;如裂解单元100、缓冲单元200和检测单元300可设置为具有相同的厚度,进样口、出样口均设置在相应单元厚度方向的中心处,从而可使连接单元400适用于不同单元之间的连接。
参照图6,连接单元400的一端具有尖端430,连接单元400的尖端430可刺入裂解单元 100、缓冲单元200或检测单元300内,操作便利度高,第一开口410位于尖端430处,尖端430刺入某一单元后,第一开口410直接与该单元的内部腔体连通,形成样本的流动通路。连接单元400远离尖端430的一端封闭,连接单元400的内腔只能通过第一开口410、第二开口420与裂解单元100、缓冲单元200、检测单元300的内部腔体连通,而与外部环境隔绝,以保证微流控检测芯片在检测过程中的密封性,提高检测精度。
在本发明的一个实施例中,裂解腔110、缓冲腔210与检测腔310内预装相应的反应试剂后,通过注射器或其他抽真空装置抽取内部空气,形成真空状态,通过连接单元400的连通作用,裂解腔110内的样本可在负压作用下自动流入至缓冲腔210内,缓冲腔210内的样本在真空负压的作用下自动流入检测腔310内,无需注射泵、离心机等外部动力源的辅助驱动,操作便利度高。另外,样本注入裂解单元100时,可采用连接单元400进行进样,或者通过进样针500刺入裂解进样口120,样本在裂解腔110的真空作用下被吸入裂解单元100 内部,实现自动进样;进样针500可采用具有中空腔体及端部具有针孔的针状结构,便于样本的进样。
需要说明的是,检测过程中,进样针500与连接单元400留置于微流控检测芯片的内部,在使裂解腔110、缓冲腔210、检测腔310之间的气压平衡的同时,封堵进样口、出样口,使各单元的内部腔体与外部环境隔绝,保证微流控检测芯片的密封性。
图2至图5示出了从样本注入裂解单元100至样本流动至检测单元300进行检测的示意图,具体的,图2为样本注入裂解单元100前,微流控检测芯片的状态,图3为样本进入裂解单元100,并在裂解腔110内进行裂解的状态,图4为样本由裂解腔110进入缓冲腔210 内后,在缓冲腔210内缓冲混合的状态,图5为样本进入检测腔310后,在检测腔310内进行检测的状态。
本发明中微流控检测芯片的检测流程为:参照图2至图5,进样针500刺破裂解进样口 120,样本在真空负压作用下被吸入裂解腔110内进行裂解,保持进样针500的插入状态,将连接单元400同时插入裂解出样口130及缓冲进样口220,使裂解腔110与缓冲腔210连通,裂解腔110内的样本在缓冲腔210的真空负压作用下自动向缓冲单元200流动,并进入缓冲腔210内进行缓冲、混合;保持连接单元400在裂解出样口130、缓冲进样口220的插入状态,使裂解腔110与缓冲腔210的气压平衡,将另一连接单元400同时插入缓冲出样口230 及检测进样口320,使缓冲腔210与检测腔310连通,缓冲腔210内的样本在检测腔310的真空负压作用下自动向检测单元300流动,并进入检测腔310内进行检测,完成样本的前处理、缓冲混合及检测。
微流控检测芯片还包括多个密封单元600,密封单元600封堵于裂解进样口120、缓冲进样口220以及检测进样口320处,密封单元600可以位于进样口的外部,或者部分的密封单元600插入至进样口内,通过密封单元600对进样口的密封,优化微流控检测芯片的封闭效果。检测过程中,进样针500或者连接单元400需先刺入密封单元600,再进入进样口内,一方面使密封单元600与进样针500或连接单元400进行支撑、固定,由于密封单元600突出于各单元的表面,可为进样针500、连接单元400指示插入位置,操作更为便利,另一方面避免进样口与相邻单元之间存在缝隙,而降低密封效果。密封单元600可选用粘接的方式固定于各单元上,密封单元600可选用橡胶、硅胶材质。另外,需要强调的是,两个相邻的单元中,进样口与出样口的位置对应,以便于连接单元400同时插入,因此密封单元600可同时封堵需要进行连通的进样口与出样口,以同时优化进样口与出样口处的密封效果;密封单元600同样可插入出样口内部,或者封堵于出样口的外部。
裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300均可通过机加工或者模塑法的方式制作,裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300均由多层面板组合而成,裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300可选用塑胶材质,如PMMA材质,相邻层的面板相互对位并通过粘接固定,还可选用PDMS(聚二甲基硅氧烷)材质,PDMS易于加工成型,且电绝缘性及化学惰性优良,具有很高的生物兼容性,可满足不同类型的生物实验要求,相邻层的面板可通过氧离子键合实现键合封接。
参照图1与图7,本发明的一个实施例中,裂解单元100包括裂解基板150与裂解盖板 160,裂解基板150与裂解盖板160相互叠置,所述裂解基板150上设有裂解进样口120、裂解出样口130、裂解腔110与裂解通道170,裂解进样口120与裂解腔110连通,裂解腔110 与裂解出样口130分别连通于裂解通道170的两端,裂解基板150与裂解盖板160组合固定后,裂解进样口120、裂解出样口130、裂解腔110实现密封。
参照图1、图8与图9,缓冲单元200包括缓冲基板250、缓冲盖板260与缓冲底板270,缓冲盖板260、缓冲基板250、缓冲底板270依次叠至,缓冲盖板260具有缓冲进样口220,缓冲基板250具有缓冲腔210,缓冲底板270具有缓冲出样口230,缓冲盖板260、缓冲基板 250、缓冲底板270组合固定后,缓冲腔210、缓冲进样口220与缓冲出样口230实现密封。本发明的一个实施例中,缓冲盖板260上具有多个缓冲通道280,多个缓冲通道280的其中一端均与缓冲进样口220连通,多个缓冲通道280的另一端连通至缓冲腔210的不同位置,从缓冲进样口220进入的样本,被多个缓冲通道280分流,并分别从不同的缓冲通道280流向缓冲腔210,由于缓冲通道280与缓冲腔210的连通位置不同,因此样本可从不同位置和方向流入缓冲腔210,以实现样本与缓冲腔210内缓冲试剂240的充分混合,并且样本能够同时从不同的缓冲通道280向缓冲腔210流动,提高了样本向缓冲腔210内流动的效率,以及微流控检测芯片的检测效率。
另外,在一个实施例中,多个缓冲通道280的长度相等,缓冲通道280与缓冲腔210的连通位置相对于缓冲腔210的中心线对称分布,因此样本从缓冲进样口220流动至缓冲腔210 的流动距离相等,不同缓冲通道280内的样本可同时流入至缓冲腔210内进行缓冲、混合,并且由于样本进入缓冲腔210的位置对称,因此流入缓冲腔210不同区域的样本能够共同向缓冲腔210的中心区域混合,从而提高了样本与缓冲试剂240混合的均匀度。
具体的,缓冲通道280可设置为多级分支结构,如树状分支,缓冲腔210可设置为圆柱形腔体,缓冲通道280与缓冲腔210的连通位置沿缓冲腔210的外周均匀分布。
另外,在本发明的一个实施例中,缓冲单元200还具有混合通道290,混合通道290设置于缓冲基板250上,并位于缓冲腔210远离缓冲通道280的一侧,混合通道290的两端分别与缓冲腔210、缓冲出样口230连通,缓冲腔210内的样本经由混合通道290流动至缓冲出样口230,并在流动的同时在混合通道290内充分混合,从而进一步提高样本与缓冲试剂240混合的均匀度。具体的,混合通道290可设置为蛇形、S型、折线型;将缓冲通道280 与混合通道290设置于不同的面板上,有利于缓冲通道280与混合通道290的位置布局,以及缓冲盖板260、缓冲基板250的蚀刻成型。
为便于实现连接单元400的连通作用,缓冲盖板260在缓冲进样口220的区域进行减薄处理,以减小裂解出样口130与缓冲进样口220之间的距离,便于连接单元400对裂解出样口130、缓冲进样口220的连通;另外,缓冲底板270在缓冲出样口230的区域进行减薄处理,以减小缓冲出样口230与检测进样口320之间的距离,便于连接单元400对缓冲进样口220、检测进样口320的连通。
参照图1与图10,检测单元300包括检测基板340与检测盖板350,检测基板340与检测盖板350相互叠置,检测基板340上蚀刻有检测进样口320与检测腔310,检测基板340 与检测盖板350组合固定后,检测进样口320与检测腔310实现密封。
本发明的一个实施例中,检测单元300具有多个检测腔310与检测通道360,每一个检测通道360的两端均与检测进样口320、检测腔310连通,每一检测腔310内均容置有检测试剂330,样本能够通过不同的检测通道360进入相应的检测腔310进行检测,因此,检测单元300内可同时进行多项检测试验,检测效率高。检测通道360可同样采用树状分支结构,以保证不同检测腔310内检测步骤的一致性。
需要说明的是,不同的检测腔310内可放置相同的检测试剂330,不同检测腔310内所进行的检测试验相同,检测结果可取所有检测腔310内检测数据的平均值,以降低检测误差。或者,至少两个检测腔310内放置不同的检测试剂330,使不同的检测腔310内进行不同的检测试验,以分别对样品的不同指标进行检测,提高检测效率。
另外,检测基板340还设置有废液腔370,废液腔370与检测腔310连通,多余的样本可从检测腔310流入至废液腔370内,避免由于样本量的不同影响检测精度。多个检测腔310中的样本均可汇入至一个废液腔中,或者废液腔370设置多个,每一检测腔310中的样本分别流入至不同的废液腔370内。
微流控检测芯片还包括加热单元700,裂解单元100、检测单元200与检测单元300中的至少一个与加热单元700连接,通过加热单元700的加热作用,为微流控检测芯片提供良好的裂解条件、缓冲条件及核酸扩增检测条件,以提高样本的裂解效果,混合均匀度或者与检测试剂反应的充分度。
图11中以红色染料为例,将红色染料作为检测样本,通过连接单元400的对各个单元的连通作用,使红色染料依次经过裂解单元100、缓冲单元200、检测单元300,实现逐步进样并实现检测。具体的,图11中的(a)图为微流控芯片的初始状态图,图11中的(b)图为红色染料的进样图,通过进样针500将红色染料注入至裂解单元100,图11中的(c)图为,通过连接单元400的连通作用,红色染料从裂解单元100流动至缓冲单元200,图11中的(d) 图为,通过连接单元400的连通作用,红色染料从缓冲单元200流动至检测单元300内。从而,通过上述检测流程,样本能够在进入微流控芯片后,自动在微流控芯片内流动,并依次经过裂解单元100、缓冲单元200、检测单元300,逐步完成检测。
参照图12,可以利用细菌或者病毒作为检测样本,微流控芯片内预先装载裂解试剂以及核酸扩增检测试剂,并且使裂解单元100、缓冲单元200、检测单元300内的腔体及通道均保持真空负压状态;通过进样针500将样本通入微流控芯片内,样本在压力驱使下逐步进入裂解单元100、缓冲单元200与检测单元300,并完成裂解和核酸扩增检测;同时,以预装载不包含引物的核酸扩增检测试剂的腔室作为实验对照组,检测完成后,预装载核酸扩增检测试剂的检测单元300产生明显的荧光信号。图12中,上侧为微流控芯片对铜绿假单胞菌样本进行检测时检测单元所产生的荧光信号示意图,下侧为实验对照组的荧光背景信号示意图。
本发明中,样本充入后能够在连接单元400的连通作用下,自动在微流控芯片内流动,并完成检测,检测结果直接从检测单元300上示出,检测效率以及实用性高。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.微流控检测芯片,其特征在于,包括:
裂解单元,具有裂解腔、裂解进样口与裂解出样口,所述裂解腔、所述裂解进样口与所述裂解出样口密封于所述裂解单元的内部,所述裂解出样口、所述裂解进样口均与所述裂解腔连通,所述裂解腔用于容置裂解试剂;
缓冲单元,具有缓冲腔、缓冲进样口与缓冲出样口,所述缓冲腔、所述缓冲进样口与所述缓冲出样口密封于所述缓冲单元的内部,所述缓冲进样口、所述缓冲出样口均与所述缓冲腔连通,所述缓冲腔用于容置缓冲试剂;
检测单元,具有检测腔与检测进样口,所述检测腔与所述检测进样口密封于所述检测单元的内部,所述检测腔与所述检测进样口连通,所述检测腔用于容置检测试剂;
连接单元,具有内腔,所述内腔在所述连接单元的一端形成第一开口,所述连接单元的侧部开设有第二开口,所述第一开口与所述第二开口均与所述内腔连通;
其中,所述连接单元设置有多个,其中一个所述连接单元能够同时插入至所述裂解出样口与所述缓冲进样口内,以使所述裂解出样口与所述第二开口连通,所述缓冲进样口与所述第一开口连通;其中一个所述连接单元能够同时插入至所述缓冲出样口与所述检测进样口内,以使所述缓冲出样口与所述第二开口连通,所述检测进样口与所述第一开口连通。
2.根据权利要求1所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述裂解腔、所述缓冲腔与所述检测腔均设置为真空腔。
3.根据权利要求1所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述缓冲单元还具有多个缓冲通道,多个所述缓冲通道的一端均与所述缓冲进样口连通,多个所述缓冲通道的另一端连通至所述缓冲腔的不同位置。
4.根据权利要求3所述的微流控检测芯片,其特征在于,多个所述缓冲通道的长度相等,所述缓冲通道与所述缓冲腔的连通位置相对于所述缓冲腔的中心线对称分布。
5.根据权利要求1所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述缓冲单元还具有混合通道,所述混合通道的两端分别与所述缓冲腔、所述缓冲出样口连通。
6.根据权利要求1所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述检测单元具有多个所述检测腔与多个检测通道,每一所述检测通道的两端均与所述检测进样口及对应的所述检测腔连通。
7.根据权利要求1所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述检测单元具有废液腔,所述废液腔与所述检测腔连通。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控检测芯片,其特征在于,所述连接单元的一端具有尖端,所述第一开口位于所述尖端处。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控检测芯片,其特征在于,还包括多个密封单元,所述裂解进样口、缓冲进样口、所述检测进样口处均封堵有所述密封单元。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控检测芯片,其特征在于,还包括加热单元,所述裂解单元、所述检测单元与所述检测单元中的至少一个与所述加热单元连接。
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